模拟酸雨对街道灰尘重金属淋溶的累积释放特征与释放模型

以泉州市交通繁忙区街道灰尘为研究对象,采用模拟酸雨动态淋溶实验和改进的BCR四步提取法研究街道灰尘中重金属元素在不同酸度(pH=3.5、4.5、5.6)模拟酸雨淋溶下的溶出规律及形态变化.结果表明,街道灰尘中重金属元素的累积释放量均随模拟酸雨pH的降低而增加,当pH值为3.5和4.5时,Cu、Pb、Mn、Ni、V、As和Co的释放过程为快速释放阶段,Cr、Zn和Fe的释放过程分为快速释放和相对平稳释放两个阶段;当pH值为5.6时,除Co、V为快速释放过程外,其余重金属都处于相对慢速的释放过程.动力学方程拟合结果表明,双常数速率方程能更好地描述上述重金属元素的累积释放特征.尘样经模拟酸雨淋溶后,弱酸可溶态中Co、Cu、Mn、Zn、Ni百分含量有所增加,Cr、Fe、Pb百分含量变化不明显;可还原态中Cr、Pb、Cu、Ni百分含量有所增加,Mn、Zn、Co百分含量有所下降;可氧化态中上述各元素的百分含量均有所降低;残渣态中除Ni、Mn百分含量有所下降外,其它元素百分含量变化均不显著.     

我国七个站点降雨和森林穿冠水中硝态氮同位素丰度

采集了我国7个站点的降雨和森林穿冠水样品,分析测定了水样中硝态氮和总氮的同位素丰度.降雨中硝态氮δ15N值范围为-9.00‰至9.71‰,其中北方站点冬季降雨中硝态氮δ15N值要远高于其他站点,可能是由于北方冬季燃煤供暖所致.穿冠水中硝态氮δ15N值范围为-16.59‰至-0.32‰,比降雨中的硝态氮δ15N值要低,其可能原因是林冠层中存在硝态氮的交换过程,从而产生了分馏作用.降雨和穿冠水中TN的δ15N值范围分别为-7.94‰至-3.07‰和-4.55‰至-1.73‰,其中穿冠水中TN的δ15N值要略高于降雨中的值.     

天然水体中铵态和硝态氮δ15N的测定

介绍了一种天然水体中铵态和硝态氮δ15N的测定方法,包括3个步骤:(1)离子交换法富集水中铵态和硝态氮;(2)蒸馏法进一步提纯铵态和硝态氮;(3)阳离子树脂萃取由转化和蒸馏得到的铵态氮,并将树脂干燥后送入元素分析仪串联质谱(EA-IRMS)测定δ15N.用这种方法处理NH4Cl和KNO3配制的人工模拟水样和野外采集的天然水样,发现δ15N-NH4+和δ15N-NO3-测定的准确性高、重复性好,人工模拟水样δ15N-NH4+的测定值和标准值相差0.560‰,δ15N-NO3-的测定值和标准值相差0.341‰,所有水样重复间的标准偏差在0.008‰—0.384‰之间.测定方法需要的水样体积较少,水样处理速度较快,离子交换后水样中的铵态和硝态氮可长期保存,适合野外天然水体δ15N测定.     

电气石和沸石对土壤-小麦幼苗系统中重金属行为的影响

为探明电气石对重金属污染土壤的修复能力,本文采用盆栽方法研究了电气石对小麦幼苗的生长及对重金属积累的影响,并与常用改良剂沸石进行修复效果的比较.结果表明,添加电气石和沸石均能有效提高小麦幼苗的株高、干重和叶绿素含量,其中干重最大能提高1.56倍;电气石和沸石处理均能有效降低小麦幼苗对Cd、Cu、Pb、Zn的积累,总体体现为电气石修复效果优于沸石,添加电气石组Cd、Cu、Pb、Zn最大分别降低37.93%、41.45%、16.35%和20.65%.因此,新型材料电气石可用于重金属污染土壤的修复.     

北京春季城区与远郊区不同大气粒径颗粒物中水溶性离子的分布特征

为比较北京城区与远郊区大气颗粒物中水溶性无机离子的组成特征,2012年4月,利用Andersen分级撞击式采样器同时在2个采样点进行大气颗粒物分级采样,样品采用离子色谱分析.结果表明,城区和上甸子大气颗粒物中水溶性无机离子总浓度分别为(83.7±48.9)μg·m-3和(75.5±52.9)μg·m-3,NO-3、SO2-4和NH+4是最主要的水溶性无机离子,分别占总离子浓度的81.2%和84.2%.粒径分布显示,Mg2+和Ca2+在5.8～9.0μm的粒径范围出现峰值,Na+、NH+4、Cl-在0.43～1.1μm和4.7～9.0μm的粒径范围出现双峰,K+、NO-3和SO2-4在0.65～2.1μm的粒径范围出现峰值.后向轨迹簇分析表明,气团来自南方时,城区和上甸子二次离子浓度分别为(92.4±40.0)μg·m-3和(95.0±35.4)μg·m-3,来自其他方向时,分别为(24.0±10.8)μg·m-3和(13.3±10.6)μg·m-3.     

黑龙江省大气边界层不同高度风速变化

利用黑龙江省1961—2010 年哈尔滨、嫩江、齐齐哈尔、伊春4 个气象站探空和地面风速资料,分析了边界层内不同高度风速的气候学特征和时间变化趋势,获得以下结论:①黑龙江省边界层内不同高度年平均风速随高度增加而增大,10 m到300 m风速垂直递增率最大;风速在年内具有明显的季节性特征,各高度都是春季最大,近地面层冬季风速最小,其余高度夏季风速最小。②1961—2010 年,近地面10 m高度平均风速1970 年代最大,其后各年代风速逐渐减小,2000 年代风速最小;300、600、900 m高度,平均风速1980 年代最大,从1980 年代到2000 年代逐渐减小,300 m高度平均风速最小出现在1960 年代,600 m和900m最小出现在1970 年代。③1961—2010 年,近地面10 m高度平均风速呈明显减弱趋势,递减率为0.162 m/(s·10 a),递减趋势主要发生在1970 年代以后,但300、600 和900 m高度平均风速变化均不显著。④黑龙江省近地面风速变化趋势可能主要与观测环境改变和城市化等非自然因素影响有关,上层的风速变化则主要受大尺度大气环流变化的影响。     

我国主稻作区稻谷镉和铅含量及其分布特征

收集我国6个主稻作区代表性稻谷样品120份,采用原子吸收光谱法测定Cd、Pb含量,分析各地区各品种稻谷及其加工产物Cd、Pb含量差异,探讨Cd、Pb在稻谷、精米、米糠和米糠油中的分布规律.结果表明,我国主稻作区稻谷、精米、米糠和米糠油中Cd平均含量分别为(0.116 ±0.057)、(0.089 ±0.413)、(0.149±0.069)和(0.111±0.043) mg·kg-1,且华中稻作区、华南稻作区、华北稻作区、西北稻作区、东北稻作区和西南稻作区稻谷及其加工产物Cd平均含量依次降低;稻谷、精米、米糠和米糠油中Pb平均含量分别为(0.232±0.105)、(0.125±0.061)、(0.301±0.142)和(0.089±0.024) mg· kg-1,华中稻作区、华南稻作区、西北稻作区、华北稻作区、东北稻作区和西南稻作区稻谷及其加工产物Pb平均含量依次降低.米糠、稻谷、米糠油和精米中Cd平均含量依次降低,米糠、稻谷、精米和米糠油中Pb平均含量依次降低,稻谷加工为精米,Cd去除率为(9.40±1.46)％,Pb去除率为(36.03±1.15)％,米糠加工为米糠原油,其Cd和Pb残留率分别为(62.43±2.00)％和(31.24±0.63)％.     

基于CLUE-S和灰色线性规划的嘉兴北部土地利用优化配置研究

构建基于CLUE-S与灰色线性规划混合模型的土地利用优化配置方法,在导入区域政策、社会经济、生态目标和土地利用现状等条件下,进行土地利用数量结构与空间布局的统一优化,并以嘉兴北部地区为例进行实证研究,共设置现状趋势情景、规划目标情景和规划可持续情景这3种模拟情景.规划可持续情景侧重社会经济环境效益,故对建设用地快速增长和农用地持续减少起到明显调控作用,可实现生态敏感区环境和粮食安全的双重保护,是理想的土地利用优化方案.CLUE-S模型与灰色线性规划的耦合能够兼顾现状条件和区域发展目标,模拟土地利用的数量和空间变化,是解决土地资源优化配置问题的有效方法.     

大气高CO2浓度对油菜氮素同化累积与植株生长的影响

为了指导高CO2浓度条件下甘蓝型油菜Brassica napus L.合理施氮、创建油菜高产高效以及进一步探明油菜氮代谢的调节机制提供理论依据,本研究采用微区试验,研究2个油菜品种（沪油15-33号和742-2）在2个CO2浓度水平（自然CO2摩尔分数400μmol·mol-1和高CO2摩尔分数（800±20）μmol·mol-1）和2个氮素水平（施氮与不施氮）条件下,氮素同化酶（NR和GS）活性和可溶性蛋白含量的变化,以及油菜地上部干物质量和氮素累积量的响应。试验结果表明,高CO2浓度会提高NR和GS活性;在氮素处理的影响方面,NR活性的变化与油菜的品种和生育时期不同有关：在高CO2浓度条件下,品种A在各时期的施氮处理的酶活性高于不施氮处理;品种B只在抽薹期的施氮处理低于不施氮处理,其他时期则升高;对于GS酶活性,在自然CO2浓度条件下施氮会提高GS酶活性,高CO2浓度条件下施氮则降低其活性（苗期除外）。CO2浓度升高会降低叶片中可溶性蛋白含量（盛花期除外）;在正常CO2浓度下,增施氮肥会提高叶片中可溶性蛋白含量,而在高CO2浓度下,增施氮肥会降低叶片中可溶性蛋白含量。CO2浓度升高和增施氮肥都会提高油菜地上部干物质量与氮素累积量,油菜干物质量与氮素累积量总体上与上述测定指标呈极显著相关。     

高温胁迫对爪哇稻剑叶光合特性和渗透调节物质的影响

以耐热能力不同的两个爪哇稻Oryza stavia L. ssp.javanica品种IRAT109(耐热)和19 D(热敏感)为试验材料,对两种水稻在人工气候室进行日平均气温为33.5℃的高温处理,研究了高温胁迫对耐热能力不同的两个爪哇稻光合特性和渗透调节物质的影响,旨在揭示全球气候变暖的大背景下,耐热能力不同的爪哇稻品种对高温热害的生理代谢变化规律及响应机制。试验结果显示,高温胁迫引起爪哇稻气孔导度下降,胞间CO2浓度升高,叶绿素含量降低,最终导致净光合速率下降,并随着胁迫时间延长而呈现逐渐下降的趋势,但耐热品种IRAT109与热敏感品种19 D相比仍能维持较高的光合作用。两种水稻中气孔导度,胞间CO2浓度,叶绿素含量,净光合速率在高温胁迫12 d后与自然温度下的植株相比差异显著。同时,高温胁迫造成两爪哇稻中可溶性糖、可溶性蛋白含量降低,且随着高温胁迫时间的延长而逐渐降低,热稳定蛋白随高温胁迫时间的延长而逐渐升高,脯氨酸含量随高温胁迫时间延长呈现先升高后降低的变化趋势。耐热品种IRAT09在高温胁迫过程中可溶性糖和可溶性蛋白的下降幅度小于热敏感品种19 D,热稳定蛋白和脯氨酸含量的上升水平高于热敏感品种19 D。高温胁迫6 d后两爪哇稻中的可溶性糖,可溶性蛋白和热稳定蛋白含量与自然温度下植株相比差异显著,在高温胁迫第3、6和9天两爪哇稻中脯氨酸含量与自然温度下的植株相比差异显著。研究结果表明,耐热爪哇稻品种在高温胁迫下维持较高的光合特性和较高的渗透调节物质含量是其耐热的生理基础。